Elektrotechnika

Zasady ochrony odgromowej przed wyładowaniami atmosferycznymi

Autor inż. Marcin Sąsiadek

Wstęp

Wyładowania atmosferyczne stanowią istotne zagrożenie dla ludzi, obiektów budowlanych oraz infrastruktury technicznej. Aby ograniczyć skutki uderzeń piorunów, stosuje się systemy ochrony odgromowej, których zadaniem jest kontrolowane przechwycenie i odprowadzenie energii elektrycznej do ziemi. Niniejszy artykuł omawia podstawowe zasady ochrony odgromowej, typy instalacji oraz obowiązujące normy i regulacje.

Mechanizm powstawania wyładowań atmosferycznych

Pioruny powstają w wyniku różnicy potencjałów elektrycznych pomiędzy chmurami burzowymi a ziemią lub między chmurami. Gdy napięcie osiągnie poziom krytyczny, następuje przeskok ładunku w postaci wyładowania elektrycznego, któremu towarzyszy fala akustyczna (grzmot).

Podstawowe zasady ochrony odgromowej

Ochrona odgromowa obejmuje zastosowanie odpowiednich środków technicznych mających na celu przechwycenie i bezpieczne rozproszenie energii wyładowania. Składa się na nią:

Instalacja odgromowa (LPS – Lightning Protection System)

  • Systemy te dzielą się na zewnętrzne i wewnętrzne elementy ochronne.
  • Ich funkcją jest przechwycenie pioruna i odprowadzenie jego energii do uziomu w sposób kontrolowany.

Źródło: http://www.electrical-knowhow.com/2014/01/types-of-lightning-protection-systems.html

Ochrona wewnętrzna

  • Obejmuje stosowanie ograniczników przepięć (SPD – Surge Protection Devices), które zabezpieczają instalacje elektryczne i elektroniczne przed przepięciami indukowanymi przez wyładowania atmosferyczne.
  • Ważnym elementem jest również skuteczne uziemienie oraz system wyrównania potencjałów.

źródło: https://lsp.global/type-23-surge-protection-device/

Koncepcja strefowa ochrony odgromowej

  • Podział obiektu na różne strefy, począwszy od najbardziej narażonej na uderzenia piorunów po wnętrze budynku, gdzie stosuje się ochronę przepięciową.

źródło: https://www.dehn.pl/pl/strefowa-koncepcja-ochrony-odgromowej-i-przepieciowej

Rodzaje instalacji odgromowych

  1. System aktywny
    • Wykorzystuje nowoczesne technologie umożliwiające wcześniejsze przechwycenie wyładowania atmosferycznego.
  2. System pasywny
    • Tradycyjny system odgromowy, składający się z masztów, przewodów odprowadzających oraz uziomów.
  3. Systemy specjalistyczne
    • Stosowane w obiektach o wysokim stopniu narażenia, takich jak elektrownie, instalacje przemysłowe, obiekty wojskowe czy wieże telekomunikacyjne.

Normy i przepisy dotyczące ochrony odgromowej

Systemy ochrony odgromowej muszą być projektowane i instalowane zgodnie z obowiązującymi normami. W Polsce oraz Unii Europejskiej podstawowym dokumentem w tej dziedzinie jest norma PN-EN 62305-1:2011, która określa:

  • Klasyfikację obiektów pod względem ryzyka uderzenia pioruna.
  • Wymagania projektowe dotyczące instalacji odgromowych.
  • Standardy w zakresie ochrony przepięciowej.

Podsumowanie

System ochrony odgromowej stanowi kluczowy element bezpieczeństwa budynków, infrastruktury oraz systemów elektronicznych. Jego właściwe zaprojektowanie i wykonanie zgodnie z obowiązującymi normami znacząco redukuje ryzyko pożaru, uszkodzeń oraz strat materialnych. Inwestycja w skuteczną ochronę odgromową to nie tylko wymóg formalny, ale także istotny środek prewencyjny zapewniający ochronę życia i mienia.